Japan je proglasio neutralnost ugljenika do 2050. kao vladin cilj da smanji neto emisiju gasova staklene bašte na nulu do 2050. Da bi se značajno smanjile emisije CO 2, važno je ne samo kontrolisati emisije CO 2 kroz postojeće procese, već i razviti inovativne procesi za korišćenje CO 2 kao resursa za proizvodnju goriva i hemikalija. Srž ovih napora je tehnologija za proizvodnju singasa, mešavine gasa ugljen monoksida i vodonika, iz CO 2 .
Singas se proizvodi upotrebom reverzne reakcije pomeranja vodenog gasa (CO 2 +H 2 →CO+H 2 O) koja redukuje CO 2 u ugljen monoksid reakcijom sa vodonikom. Veoma aktivan prelazni metal kao što je platina, rodijum, nikl ili bakar smatra se neophodnim kao komponenta katalizatora da bi se olakšala ova reakcija.
Pre operacije reakcije, energetski i troškovno intenzivni procesi su bili neophodni da se odvoji i povrati CO 2 tehnikom hemijske apsorpcije i zatim se prečisti skoro 100 %. Potrebno je razviti inovativnu tehnologiju, koja može direktno proizvesti singas iz CO 2 niske koncentracije bez ovih procesa. U poslednje vreme, materijali sa dvostrukom funkcijom privlače pažnju kako bi omogućili integrisano hvatanje i konverziju CO 2 .
U saradnji sa Tehnološkim univerzitetom Delft, istraživači u AIST-u razvili su tehnologiju za direktnu proizvodnju singasa koji je veoma raznovrsna sirovina za goriva i hemikalije. Ova tehnologija može da koristi CO 2 u izduvnim gasovima iz elektrana i industrijskih sektora (~20 %), kao i atmosferski CO 2 niske koncentracije (400 ppm; 0,04 %) za proizvodnju singasa.
Ova tehnologija može direktno da proizvede sin-gas, mešavinu gasa ugljen-monoksida i vodonika, korišćenjem materijala sa dvostrukom funkcijom da reaguje CO 2 niske koncentracije sa vodonikom dobijenim iz obnovljive energije, bez procesa odvajanja i prečišćavanja. Dok je konvencionalna reakcija redukcije CO 2 u ugljen monoksid zahtevala katalizator koji koristi prelazni metal, ova tehnologija koristi materijal sa dvostrukom funkcijom bez prelaznih metala koji ima jednostavan sastav sa alkalnim ili zemnoalkalnim metalima kao što je natrijum.
Za razliku od konvencionalne metode, ova tehnologija jedva proizvodi neizreagovani CO 2 . Štaviše, očekuje se da će se ključni faktor u proizvodnji singasa, odnosno odnos H 2 /CO kontrolisati različitim radnim uslovima, kao što je brzina protoka vodonika.
Rad je objavljen u Journal of CO 2 Utilization.
